[发明专利]一种超薄一维有机单晶阵列薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种超薄一维有机单晶阵列薄膜及其制备方法和应用，包括以下步骤：（1）在基底上滴加第一有机半导体溶液；（2）取表面刻蚀有硅柱的另一氧化硅片，将刻蚀有硅柱的一面覆盖在第一有机半导体溶液之上，在50‑120℃下加热；（3）滴加第二有机半导体溶液，第二有机半导体溶液覆盖基底，在50‑120℃下加热。采用本发明所提供的制备方法得到的超薄一维有机单晶阵列薄膜，厚度薄，取向度好，有利于工业化大规模生产应用。

技术领域

本发明涉及有机半导体材料制备领域，主要涉及一种超薄一维有机单晶阵列薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

一维超薄有机半导体晶体阵列有效地结合了一维有机单晶阵列分子排列长程有序、无晶界、π–π作用方向与长轴方向一致、易于集成以及超薄材料柔韧性好、透明性高的优点，是研究材料结构与性能关系、揭示有机半导体材料的本征性能、探索载流子传输模式、制备高性能光电器件的最佳选择，受到了人们越来越多的关注。

目前，制备一维有机单晶阵列薄膜的方法主要有溶液法和物理气相沉积法两种。由于物理气相沉积法需要高温高压等条件，存在着制备成本高、成膜面积小且不适应于大面积卷对卷工业生产的工艺等问题。而溶液法，由于成核与生长过程溶液容易受到外界因素干扰，得到的材料存在着厚度较厚、取向度较差等问题，不利于工业化大规模应用。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种超薄一维有机单晶阵列薄膜及其制备方法和应用，旨在解决现有溶剂法制备一维有机单晶阵列薄膜存在厚度较厚、取向度较差的问题。

本发明的技术方案如下：

一种超薄一维有机单晶阵列薄膜的制备方法，其中，包括以下步骤：

（1）在基底上滴加第一有机半导体溶液；

（2）取表面刻蚀有硅柱的另一氧化硅片，将刻蚀有硅柱的一面覆盖在第一有机半导体溶液之上，在50-120℃下加热；

（3）滴加第二有机半导体溶液，第二有机半导体溶液覆盖基底，在50-120℃下加热。

所述的超薄一维有机单晶阵列薄膜的制备方法，其中，第一有机半导体溶液的溶质为有机半导体，溶剂为有机挥发性溶剂；第二有机半导体溶液的溶质和溶剂与第一有机半导体溶液相同。

所述的超薄一维有机单晶阵列薄膜的制备方法，其中，所述有机半导体为TIPS-pentacene、C10-BTBT或C6-DPA。

所述的超薄一维有机单晶阵列薄膜的制备方法，其中，所述挥发性有机溶剂为甲苯、氯苯或邻二氯苯。

所述的超薄一维有机单晶阵列薄膜的制备方法，其中，第一有机半导体溶液的浓度范围是1~5 mg/mL；第二有机半导体溶液的浓度范围是0.1~0.3 mg/mL。

所述的超薄一维有机单晶阵列薄膜的制备方法，其中，步骤（2）中加热的时间为6-7小时，步骤（3）中加热的时间为6-7小时。

一种超薄一维有机单晶阵列薄膜，其中，采用如上所述的超薄一维有机单晶阵列薄膜的制备方法制备得到。

所述的超薄一维有机单晶阵列薄膜，其中，所述超薄一维有机单晶阵列薄膜的厚度为1.6～20 nm。

一种如上所述的超薄一维有机单晶阵列薄膜的应用，其中，将所述超薄一维有机单晶阵列薄膜用于制备场效应晶体管器件。

所述的超薄一维有机单晶阵列薄膜的应用，其中，所述场效应晶体管器件由下至上依次包括基底、所述超薄一维有机单晶阵列薄膜和Au电极。

有益效果：采用本发明的超薄一维有机单晶阵列薄膜的制备方法，得到的薄膜，厚度薄，取向度好，有利于工业化大规模生产应用。